通过ClassLoader动态加载class文件

1. ClassLoader与classpath

• ClassLoader：类加载器，在Java程序中用于实现类的加载动作，但是其作用远远不限于类加载。在Java中提供了3种ClassLoader分别用于加载不同的Jar包。
• classpath：简单来说，classpath就是每个ClassLoader加载class文件时，寻找class的地方。比如Java中提供的3种ClassLoader其都有自己的classpath。

前面提到，ClassLoader时用于实现类加载，但其作用不限于类加载。是因为在Java中，对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一起确定其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。也就是说，在判断两个类是否“相等”时，前提是这两个类要是在同一个类加载器加载下才会有意义。也就是说，对于两个来自于同一个class文件的类来说，只要其加载它的类加载器不一致，那么这两个类肯定不相等。

如下例：

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL url = new URL("file:/.m2/repository/com/alibaba/fastjson/1.2.58/fastjson-1.2.58.jar");
        String className = "com.alibaba.fastjson.JSONArray";

        URLClassLoader classLoaderLeft = new URLClassLoader(new URL[]{url}, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
        Class<?> leftClass = classLoaderLeft.loadClass(className);
        Class<?> leftClassOth = classLoaderLeft.loadClass(className);

        URLClassLoader classLoaderRight = new URLClassLoader(new URL[]{url}, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
        Class<?> rightClass = classLoaderRight.loadClass(className);

        System.out.println(leftClass == rightClass);
        System.out.println(leftClass == leftClassOth);
    }

结果如下：

false
true

在该例中，通过URLClassLoader创建了两个不同的类加载器，去加载同一个包下的同一个class文件。其中leftClass和leftClassOth由于是使用同一个类加载器加载，所以结果为true，leftClass和rightClass是不同类加载器加载，所以结果为false。

注：上例存在的前提条件是，在当前的classpath下，不存在fastjson-1.2.58.jar的包，否则全部返回true，这和双亲委派模型有关系。

2. Java中的ClassLoader

Java中提供了3种类ClassLoader，分别是BootstrapClassLoader，ExtClassLoader，AppClassLoader。其中BootstrapClassLoader在HotSpot虚拟机中使用C++语言实现，ExtClassLoader，AppClassLoader则使用Java语言实现。这3种ClassLoader其classpath也不一样，如下：

• BootstrapClassLoader：启动类加载器，这个类加载器负责加载$JAVA_HOME/lib下，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。
• ExtClassLoader：扩展类加载器，这个类加载器负责加载$JAVA_HOME/lib/ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。
• AppClassLoader：应用程序类加载器，这个类加载器负责加载用户类路径上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，那么默认就是该类加载器。比如java -jar，java -cp。

3. 双亲委派模型

3.1 双亲委派是啥

通俗的来说就是，在类加载的过程中，优先是用父类加载器加载，父加载器无法加载在加载。在Java中3种类加载器以及自定义的类加载器遵循一定的层级关系，这种层级关系被称为类加载器的双亲委派模型（parents delegation model）。如下图：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-uQcij85d-1584368321009)(/Users/noone/markdown-doc/Java ClassLoader/parents-delegation-modle.png)]

3.2 为什么存在双亲委派

首先，双亲委派并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式。双亲委派使得Java类随着它的类加载器一起举杯了一种带有优先级的层级关系。例如类java.lang.Object，在rt.jar中。在双亲委派模型下加载，无论是使用任何类加载器加载，最终都会委托给顶层的BootstrapClassLoader加载。如果不使用双亲委派模型，那么在各个类加载器下都有自己的java.lang.Object的class，如同第一节的例子中一样存在java.lang.Object“不等于”java.lang.Object的情况。

4. 使用ClassLoader动态加载类

4.1 使用反射动态加载

在Java提供的三种ClassLoader中，AppClassLoader是负责加载用户类路径上的类库，也就是说初始线程的 getContextClassLoader就是AppClassLoader。AppClassLoader继承自URLClassLoader，URLClassLoader是可以从多个URL中查找class并通过loadClass加载。在URLClassLoader中，存在一个addURL的protected方法，该方法用于向该ClassLoader中添加包含class文件的URL。反射代码如下：

 URL url = new URL("file:/.m2/repository/com/alibaba/fastjson/1.2.58/fastjson-1.2.58.jar");
 Method addUrlMethod = URLClassLoader.class.getDeclaredMethod("addURL", URL.class);
 addUrlMethod.setAccessible(true);
 ClassLoader contextClassLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
 addUrlMethod.invoke(contextClassLoader, url);

Thread.currentThread().getContextClassLoader()在默认情况下，获得的是AppClassLoader。通过反射将fastjson-1.2.58.jar动态追加到AppClassLoader。

4.2 设置上下文类加载器

在上例中，Thread.currentThread().getContextClassLoader()获得到的Thread Context ClassLoader同样提供了能够修改Thread Context ClassLoader的方法，可新建一个URLClassLoader然后将该ClassLoader设置为指定的线程的Thread Context ClassLoader，便可在该线程中使用。代码如下：

				URL url = new URL("file:/Users/noone/.m2/repository/com/alibaba/fastjson/1.2.58/fastjson-1.2.58.jar");
        String className = "com.alibaba.fastjson.JSONArray";

        URLClassLoader classLoaderLeft = new URLClassLoader(new URL[]{url}, Thread.currentThread().getContextClassLoader());
        Class<?> leftClass = classLoaderLeft.loadClass(className);
        Class<?> leftClassOth = classLoaderLeft.loadClass(className);
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoaderLeft);

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